(57)【要約】【課題】    エコエネルギーのペレットと電気を効率よく使用して乾燥コストをゼロに近づけた木材用乾燥機を提供する。【解決手段】  熱源を従来の重油から、木屑を固めたペレットと電気を組み合わせすることと、庫内の乾燥設定温度を３０〜４０℃に下げることにより、乾燥コストを約８，０００円／ｍ３から約６５０円／ｍ３にまで下げることが出来る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源としてペレットと電気を効率よく使用して乾燥コストを下げる木材用乾燥機。
【請求項２】
ペレットストーブを主熱源に、乾燥庫内の温度を安定させ調整させる役割を持たせる電気ヒーターを副熱源として組み合わせて、庫内の温度を３０〜４０℃に設定することで乾燥コストを下げる木材用乾燥機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、エコエネルギーの分野と木材用乾燥装置の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】  木材を人工的に乾燥させる木材用乾燥機には、蒸気高温乾燥機、蒸気中温乾燥機、蒸気・高周波複合乾燥機、蒸気・減圧式乾燥機などがあり、これらの乾燥機はいずれも躯体全体が金属製で、重油などの化石燃料を多量に使用する。【０００３】  その他に、ＣＯ２削減に寄与し、更にランニングコストを低減させる観点から、製材所自身が排出する木屑を熱源に使用した木屑ボイラ式蒸気高温乾燥機がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  蒸気高温乾燥機及び蒸気中温乾燥機の躯体のすべてが金属製であることから、地下資源の枯渇化を助長するもので、この枯渇化を防止させる技術の開発が第１の課題である。【０００５】  蒸気高温乾燥機及び蒸気中温乾燥機は、重油などの化石燃料を燃料として使用することから、ＣＯ２の排出を増大し、地球の温暖化を助長させるものであることから、化石燃料の使用を抑え、木材用乾燥機として地球の温暖化防止に寄与できる燃料技術の開発が第２の課題である。【０００６】  木屑ボイラ式蒸気高温乾燥機、あるいは木屑ボイラ式蒸気中温乾燥機の導入は、木屑使用によりエコエネルギーを燃料としている点ではＣＯ２排出評価はゼロ（樹木は大気のＣＯ２を葉から取りこんで樹木細胞に固定化されながら生育されることと、木屑を燃焼させてＣＯ２が大気に排出させることで、プラス・マイナスゼロとの評価）である。しかし、乾燥機本体と木屑ボイラの二つの設備に対する投資額が極めて高いことから、中小及び零細の製材所にとっては導入が困難であり、木材産業としては大きな貢献にはならない。よって、中小及び零細の製材所が導入可能レベルの安価な設備投資が可能な乾燥機技術の開発が第３の課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  蒸気高温乾燥機と蒸気中温乾燥機（木屑ボイラ式乾燥機には、燃料装置には木屑ボイラを使用するが、乾燥機本体にはこれらの乾燥機を使用する）は、すべてが金属製であるのに対して、本発明の乾燥機の躯体のすべてが木質材である。木質材だけの乾燥機の原理は、木材の中の水（自由水と結合水）をバイオテクノロジーで細胞内から移動させて細胞外に放出させる乾燥技術（２００３年にノーベル化学賞を受賞した米国のアグレ教授とマッキノン教授が発見した水チャネル理論を木材に応用）であるため、蒸気高温乾燥機の庫内温度が８０〜１３０℃、蒸気中温乾燥機が６０〜９０℃を要するのに対して、本発明の乾燥機は、常温である３０〜４０℃だけで乾燥が可能となったため、金属を一切使用せずに木質だけの乾燥機が出来たことから第１の課題を解決した。【０００８】  我が国に設置されている木材用乾燥機の約８割が重油（化石燃料）を使用する蒸気高温乾燥機と蒸気中温乾燥機である。本発明の乾燥機は、木屑をペレット化したペレット燃料を主に使用し、庫内温度の調整のためにだけ電気制御が可能な電気ヒーターを使用する。この電気制御は、庫内温度を３０〜４０℃、更には平均で３５℃の環境を作るためだけであることから、ペレット燃料（エコエネルギー）が必要燃料全体の約９５％であり、電気ヒーターが約５％であることから、化石燃料から離脱した乾燥機ともいえることで、第２の課題を解決した。【０００９】  木屑ボイラ式蒸気高温あるいは中温乾燥機の導入には、乾燥材生産量が５，０００ｍ３／年の場合、乾燥設備として従来の蒸気高温乾燥機３台、あるいは中温乾燥機３台を使用し、これに加えて木屑焚きボイラ、燃料サイロ、木屑投入装置、バグフィルター集塵装置、木屑粉砕機、及び蒸気タービンを必要とするため、約２．７億円もの設備投資を必要とする。これに対して、本発明の乾燥機の設備投資額は、同じ乾燥材生産量の場合、ハイブリッド型バイオ乾燥機を２台、パレットストーブ４台、電気ヒーター８台で約１，７千万円であり、中小規模の製材所が導入できる低い設備投資額を実現させることで第３の課題を解決した。
【発明の効果】
【００１０】  発明の効果を、中規模乾燥工場における蒸気高温乾燥機、木屑ボイラ式乾燥機、およびハイブリッド型バイオ乾燥機を比較して設備投資額で説明する。【００１１】
【表１】
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【００１２】  木材用乾燥機の市場は、蒸気高温乾燥機が約８０％、そして木屑ボイラ式乾燥機が約５％である中で、５，０００ｍ３／年を生産する場合、中規模乾燥工場の場合の蒸気高温乾燥機の設備費が￥７０，０００，０００であるのに対し、木屑ボイラ式乾燥機の設備費が￥１２７，０００，０００、そしてハイブリッド型バイオ乾燥機の設備費は￥１７，２８０，０００である。ハイブリッド型バイオ乾燥機の設備費は、蒸気高温乾燥機の約２５％であり、木屑ボイラ式乾燥機の約１４％にすぎず、中小、零細規模の製材所には受け入れ易い設備費であることから発明の効果は実証される。【００１３】  次に、発明の効果を、木材乾燥のためのエネルギー消費量で証明する。【００１４】
【表２】
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【００１５】  ハイブリッド型バイオ乾燥機のエネルギー消費は、我が国の乾燥機市場の８０％を占める蒸気高温乾燥機に比べると、重油を使用しないで、ペレット（木屑を粉砕し乾燥してカプセル形状に固めたエコ燃料）を主燃料とし、電気制御用に電力を副として使用する点に特徴がある。【００１６】
【表３】
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【００１７】  ハイブリッド型バイオ乾燥機の乾燥コスト合計は、蒸気高温乾燥機に比べ８％であり、木屑ボイラ式乾燥機に比べると１２％にすぎず、燃費だけのコストは２２７円／ｍ３である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明を実施する形態例のハイブリッド型バイオ乾燥機の構成を示す平面図と正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】  廃材である木屑を粉砕、乾燥、そして固めたカプセル形状のペレットと電気を効率よく使用して乾燥コストをゼロに近づけた木材用乾燥機が実現した。熱源を従来の重油から、ペレット（主な熱源）と、庫内温度の安定化と調整の役割を持つ電気を組み合わせるハイブリッド型に代えることと、庫内の設定温度を３０〜４０℃にまで下げることにより、重油型（市場の約８０％）の乾燥コストが約８，０００円／ｍ３であるのに対して、約６５０円／ｍ３にまで下げることが出来る。
【実施例】
【００２０】  以下に、本発明の実施の１形態を実施例により説明する。
構造から説明する。ハイブリッド型バイオ乾燥機の本体はすべて木質材を採用する。土台、柱、桁、天井、壁、扉は木材である。本体は箱型であり、乾燥材は正面扉を開閉することで出し入れをする。熱源は本体の中にある。熱源はペレットストーブと電気ヒーターが設置される。これらの台数は本体の大きさに合わせて台数を決める。全ての電気ヒーターは電気制御盤により温度コントロールがなされる。構造はこれだけである。【００２１】  庫内は上下差を見込んで温度が３０〜４０℃であり、庫内全体の平均温度が３５℃であることが望ましい。ペレットストーブの温度調整は高度な調整機能が付いていない限り、３５℃で庫内を維持することは困難である。ハイブリッド型バイオ乾燥機はバイオテクノロジーの機能、特に水のポテンシャル機能により、乾燥材の細胞の中の水（自由水と結合水）を移動させて乾燥させる。細胞機能を取得するには、材内と材外の細胞の温度を一定にすることが最も重要である。それにはペレットストーブだけでは困難である。しかし、電気ヒーターは電気制御盤により温度制御がほぼ正確に成されるため、ペレットストーブを３０℃など少し低くめに調整し、他方では電気ヒーターの制御盤を３５℃に設定することで、庫内全体の温度がほぼ３５℃を保ってくれる。これで庫内の温度調整は可能となる。【００２２】  次に、ペレットストーブと電気ヒーターの火災防止など安全性を確保する必要がある。特に、地震対策として、１日２４時間、１週間から１ヶ月間において継続して稼働する産業機械であることから、火災予防には万全をつくす必要がある。ペレットストーブの壁面を防火構造とすること、電気ヒーターにより熱がこもる部位にはケイカル板を張るなどして防火対策をとること、躯体の全ての内壁板は不燃処理材であること、桟済みされた乾燥材が地震等でペレットストーブと電気ヒーターに倒れたり崩れたりしないよう乾燥材の積み方に配慮すること、火災報知機を設置することの対処が不可欠である。
【産業上の利用可能性】
【００２３】  林野庁では、木材の総合的利用対策の一つとして、未利用材や工場廃材等に焦点を当て、これらを原材料とした木質ペレットの利用推進を図ることにより、森林整備、地域林業の活性化と共に地球温暖化の防止や循環型社会の実現に寄与することを目的として、平成１５年度から木質ペレット製造施設等への補助を開始しており、経済産業省、環境省などでも木質バイオマス関連事業への支援を行っている。平成２０年からは、ペレットの輸入拡大と国内大手工場の稼動により、わが国の木質ペレットの市場規模は一気に拡大し、需給関係も新たな局面を迎えた。【００２４】  木質ペレットの利用先は、ほぼ全量が燃料であり、それにはストーブ向けとボイラ向けがある。一般に、木質ペレットの需要先はストーブ向けが主流と思われがちであるが、実はボイラ向けが８０％以上のウエイトを占めている状況である。しかし、ボイラ向けには設備費用が中型規模で６千万円であることから、中小・零細規模の製材工場には高額すぎて普及が進んでいない。【００２５】  また、ストーブ向けと言えば、ペレットストーブ本体の市場価格が３０万円から５０万円であり、家庭用では一般のストーブと比較して高すぎることから普及度が低い。また、ストーブでは産業機械を動かすだけの燃焼力がないことから、産業には採用されないというジレンマがある。【００２６】  しかしながら、産業機械であっても、要求される温度が３０〜４０℃であればペレットの燃焼力で十分であり、しかも設備費用とペレット燃料費の合計がボイラと比較して２％であることから、断然、ペレットストーブが優位であることが分かる。産業機械の中でペレットストーブが主熱源となれたのでハイブリッド型バイオ乾燥機が初めてである。【００２７】  木質性の全ての製品（建材、構造材、土木用材、家具、建具、什器、玩具など）は長期保存や狂い防止などのため乾燥しなければならない。しかし、乾燥には天然乾燥と人工乾燥があるが、天然乾燥では芯の部位まで乾燥させるのに半年から１年を要する。そのため、人工乾燥が通常である。乾燥コストは蒸気高温乾燥で約８，０００円／ｍ３。木屑ボイラ式乾燥機は木屑を使用することで安価となれるがボイラの設備費用が莫大であることから中小、零細製材所には設置が困難である。本発明のハイブリッド型バイオ乾燥機の熱源設備がペレットストーブと電気ヒーターだけであるため安価となれ、約６５０円／ｍ３を実現した。これで、中小、零細製材所にも容易に木材用乾燥機を導入することが可能となった。
【符号の説明】
【００２８】１  正面扉
２  柱
３  土台
４  燃料出し入れ用の小扉
５  電気ヒーター
６  ペレット・ストーブ
７  電気ヒーター用の電気制御盤
８  桟積みの乾燥材
９  木質の土台
１０  乾燥材をのせるパレット台
１１  パレット台の脚
１２  木質の天井
１３  木質の壁
【図１】
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